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PVD真空鍍膜涂層的結(jié)合力檢驗(yàn)
發(fā)布時(shí)間：2017-09-15
涂層結(jié)合力是指涂層與被涂層基體表面的相互黏附能力，也就是將涂層從基體上剝離的難易程度。越難剝離，涂層結(jié)合力越好。一般情況下，如果涂層與基體的界限不明顯，則表明涂層的結(jié)合力非常好，使用掃描電鏡下觀察涂層基體界面圖標(biāo)，可以看出，涂層基體界面越模糊，實(shí)測(cè)也證明涂層的結(jié)合力非常好。
涂層結(jié)合力的檢測(cè)方法有彎曲測(cè)試法、畫(huà)線畫(huà)格后急熱急冷熱循環(huán)測(cè)試法、黏接剝離測(cè)試法、黏接拉伸測(cè)試法、劃痕測(cè)試法、壓痕測(cè)試法、球痕測(cè)試法。對(duì)于PVD涂層，使用比較多的通常是后三種方法，下面進(jìn)行介紹：
一、劃痕測(cè)試法
用三個(gè)加有金剛石圓球狀的針頭在涂層表面按一定速度連續(xù)劃行同時(shí)在針頭上逐漸增加載荷，涂層被完全劃穿那一刻所加載的載荷就是涂層的結(jié)合力。涂層在被劃穿的那一瞬間，會(huì)發(fā)出不同的“聲音”，當(dāng)然這個(gè)聲音很小，人的聽(tīng)覺(jué)很難準(zhǔn)確感覺(jué)到。為了提高測(cè)量精度，在被測(cè)件和針頭之間安裝能接收微弱聲音的傳感器，然后將信號(hào)放大。通過(guò)此傳感器，可以將針頭在整個(gè)劃行過(guò)程中的聲音記錄下來(lái)，并自動(dòng)畫(huà)出所加載荷、聲音信號(hào)強(qiáng)度曲線。曲線上出現(xiàn)的第一個(gè)聲譜峰值所對(duì)應(yīng)的載荷，就是該涂層對(duì)基體的結(jié)合力臨界值。
二、壓痕測(cè)試法
壓痕測(cè)試法在洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行，對(duì)于不同材料的基體，采用不同的測(cè)試方法。對(duì)于鋼基體，采用HRC方法，其測(cè)試加壓載荷為15okgf;對(duì)于硬度高的基體，如硬質(zhì)合金等，采用HRA方法，其測(cè)試加壓載荷為60kgf。
測(cè)試時(shí)將洛氏硬度計(jì)的圓錐形壓頭(圓錐夾角為120，尖頂半徑為0.2mm)，在一定測(cè)試壓力下壓人被測(cè)涂層表面，保持定時(shí)間(硬度計(jì)程序自動(dòng)設(shè)定，約為6s)后卸除壓力，壓頭會(huì)在試樣表面壓出一網(wǎng)錐形凹陷(壓痕)，從正面觀察，壓痕為一圓形。
通過(guò)投影儀放大觀察痕跡邊緣的涂層狀況，與裂紋判定標(biāo)準(zhǔn)參照對(duì)比，從而確定涂層結(jié)合力的等級(jí)。這種涂層結(jié)合力測(cè)量方法目前在生產(chǎn)企業(yè)使用比較多。
三、球痕測(cè)試法
球痕測(cè)試法是用一定直徑的鋼球在涂層表面上研磨將涂層磨穿在涂層和基體上留下一個(gè)圓形(涂層表面為平面時(shí))或橢圓形(涂層表面為圓柱面時(shí))凹坑。研磨的時(shí)間要掌握好，凹坑的深度一定要超過(guò)涂層的厚度。另外，由于涂層很硬，鋼球很難直接將涂層磨穿，所以研磨時(shí)，要先在鋼球上研磨區(qū)域涂上些許金鋼石粉末(粒度在7um以下)，并噴上酒精以稀釋金銅石粉末和研磨時(shí)潤(rùn)滑。在顯微放大鏡下將凹坑放大50～100倍，會(huì)看見(jiàn)涂層與基體之間有一條分界線，觀察這條分界線的形狀判斷涂層與基體之間結(jié)合力的狀況。“如果這條界線非常清晰整齊，則涂層結(jié)合力不好；如果這條分界線犬齒交錯(cuò)或出現(xiàn)斷層。則涂層結(jié)合力好。
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